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1 Deuda técnica: Cuáles son los límites de la metáfora? Matalonga, Santiago Villar, Alberto Nacimento, Cecilia Documento de Investigación Nro. 10 Facultad de Ingeniería Universidad ORT Uruguay 26 de agosto de 2013 ISSN Documento de Investigación

2 ISSN Deuda técnica: Cuáles son los límites de la metáfora? Santiago Matalonga (Facultad de Ingeniería, Universidad ORT Uruguay) Alberto Villar (Facultad de Ingeniería, Universidad ORT Uruguay) Cecilia Nacimento (Facultad de Ingeniería, Universidad ORT Uruguay) Documento de Investigación No.10 Facultad de Ingeniería Universidad ORT Uruguay 26 de agosto de 2013

3 Deuda Técnica: Cuales son los límites de la metáfora? Santiago Matalonga, Alberto Villar, Cecilia Nacimento Universidad ORT Uruguay Montevideo, Uruguay ABSTRACT Deuda técnica es una metáfora utilizada para representar los problemas que ocurren cuando una de las dimensiones de la gestión de proyectos es priorizada por sobre otra, típicamente presiones de calendario por sobre requerimientos de calidad. Aunque la metáfora es ilustrativa y comunicable, el conocimiento sobre deuda técnica generada en los proyectos de software y su incidencia en la empresa es un tema todavía en desarrollo. La deuda técnica es relativizada como una problemática académica, ajeno a los técnicos y actores que participan en los proyectos de software. Para entender la viabilidad del uso de la metáfora como herramienta para la gestión de proyectos se realizó un mapeo sistemático de la literatura. Este trabajo tiene dos objetivos. El primero es mostrar los hallazgos resultantes del mapeo sistemático realizado en relación a las definiciones de deuda técnica que se están utilizando y qué nivel de actividad existe sobre el tema. El segundo objetivo es establecer un marco de discusión para interpretar: Hasta dónde podemos llevar la metáfora? Los hallazgos son que si bien existen definiciones, éstas no son consensuadas, principalmente cuando la deuda técnica es referida más allá de la calidad de código. La cantidad creciente de artículos publicados muestra que es un tema de interés para la comunidad científica. PALABRAS CLAVES: Deuda Técnica; Mapeo sistemático 1 INTRODUCCION La metáfora de deuda técnica fue mencionada en primera instancia por Ward Cunningham en el congreso de orientación a objetos OOPSLA en el año 1992[1] para intentar evidenciar el costo futuro que puede tener la omisión de ciertas actividades en el proceso de Ingeniería de Software. Desde entonces, distintos autores han extendido la metáfora para abarcar más conceptos económicos y otras situaciones en el ciclo de vida del software. Por ejemplo, Martin Fowler asocia la deuda técnica con la deuda financiera y agrega formas de pago e intereses generados [2]. Chris Sterling suma el concepto de degradación de los componentes el cual también es parte de la deuda técnica generada [3]. Y Robert Martin hace una diferencia entre deuda técnica y malas prácticas [4]. Según este autor deuda técnica se compone de 1

4 decisiones que se realizan en proyectos reales en forma consciente, aunque sean en algunos casos riesgosas, pueden ser beneficiosas en un momento determinado del proyecto. Aunque la metáfora es ilustrativa y comunicable, el conocimiento sobre deuda técnica generada en los proyectos de software y su incidencia en la empresa es un tema todavía en desarrollo. La deuda técnica es relativizada como una problemática académica, ajena a los técnicos y actores que participan en los proyectos de software. Sin embargo, entendemos que el conocimiento empírico sobre deuda técnica permitirá mejorar la toma de decisiones en momentos de estrés de los proyectos. El concepto puede ser utilizado para tomar decisiones respecto a la inclusión de funcionalidades en una liberación y en la corrección de defectos. Este trabajo presenta los resultados de un mapeo sistemático realizado con el objetivo de identificar el estado actual de las definiciones de deuda técnica para establecer el marco de discusión de cuándo y cómo gestionarla. El artículo está organizado de la siguiente manera. La sección 2 describe el proceso seguido para el mapeo sistemático, las preguntas de investigación, los criterios de inclusión, exclusión y las clasificaciones realizadas. La sección 3 presenta los resultados obtenidos del mismo. La sección 4 ejemplifica los conceptos más importantes y deja planteado el ámbito de discusión de cómo gestionar la deuda técnica. La sección 5 detalla las conclusiones alcanzadas así como algunos caminos de investigación abiertos. 2 MAPEO SISTEMÁTICO DE LA LITERATURA Un mapeo sistemático de la literatura es un estudio empírico secundario utilizado para identificar evidencia sobre la aplicación de un tema en la literatura. Es útil para aquellos temas con poca investigación, o para identificar tendencias e investigadores relevantes en un área establecida [5]. Se denominan sistemáticos porque son guiados por un protocolo, contienen reglas claras de selección de la evidencia, y sus resultados son potencialmente reproducibles por otros investigadores. En base a los lineamientos provistos en [5] y [6], los pasos seguidos para el mapeo sistemático son: 1) Definición de las preguntas de investigación (apartado 2.1). 2) Búsqueda de la literatura relevante ( apartado 2.2) 3) Selección de los estudios pertinentes (apartado 2.2 y 2.3) 4) Clasificación de los artículos (apartado 2.3) 5) Extracción y agregación de los datos (sección Resultados obtenidos). 2.1 Preguntas de investigación El objetivo principal de este mapeo sistemático es tener una visión del estado del arte del tema deuda técnica, obtener información de actividades y evolución. Para este estudio, las preguntas que se buscan responder son las siguientes: P1. Cuáles son las definiciones encontradas de deuda técnica y deuda de diseño? P2. Qué actividad de investigación ha habido a lo largo del tiempo? 2

5 2.2 Selección de los motores de búsquedas y artículos pertinentes Para las búsquedas se utilizaron las siguientes bases de datos bibliográficas: ACM ( Springer ( IEEE ( SciVerse ( y Citeseerx ( La selección de los motores de búsqueda se vio limitada por la disponibilidad de los mismos en el Portal Timbo 1 y la biblioteca de la Universidad ORT Uruguay, con el agregado de Citeseerx ya que es un motor de búsqueda de acceso libre. Para la construcción de las cadenas de búsquedas se utilizaron las palabras claves: technical debt. En las primeras lecturas de los artículos seleccionados, en muchos de ellos, aparecieron referencias de deuda de diseño por lo que se agregó a la búsqueda las palabras design debt. Como consecuencia también se agregaron a la pregunta de investigación las definiciones encontradas para estos términos. (Pregunta P1). El filtro inicial fue lo menos restrictivo posible y el filtro de exclusión es más intensivo (ver apartado 2.3). Con este formato se redujo el riesgo de eliminar artículos útiles. La tabla 1 presenta los resultados crudos de las búsquedas y las fechas en que se ejecutaron las mismas. Tabla1.Resultados de las búsquedas *Se utilizó la cadena de búsqueda tecnical debt, design debt o ambos ** Fecha de ejecución de las búsquedas en los distintos motores. ***Cantidad de artículos excluyendo los repetidos y los que corresponden a publicaciones del Selección de los artículos pertinentes Se definieron los siguientes criterios de inclusión: 1 Portal uruguayo de búsqueda. 3

6 Todos los artículos, libros y reportes indexados en los motores de búsqueda utilizados que definan y/o nombren technical debt o design debt en el documento o metadata (título, abstract, cuerpo). No existe límite de fecha de publicación. Los criterios de exclusión son los siguientes: No es del tema software (D_NET). Es un artículo que podría ser clasificado (analizando el abstract si tiene) pero no es posible accederlo (NA). No hay datos, no se puede leer el documento ni hay abstract (D_NHD). No existe el documento, tiene entrada en el buscador pero el link es inválido (NED). Descartado por lectura del abstract (D_PA). Descartado por lectura del cuerpo del artículo (D_PL). Descartado porque es un índice, una tabla de contenido, son notas de publicación o presentaciones de simposios (D_ITOC). Repetido (REP). La tabla 2 muestra los resultados de los artículos excluidos. Tabla2.Resultados excluidos por motor de búsquedas. Motor de búsqueda D_NET NA D_PA D_PL D_ITOC Total ACM Springer IEEE SciVerse Citeseerx Total Luego de aplicar los criterios de exclusión mencionados, de un total de 351 artículos accedidos por las búsquedas se seleccionaron 163 artículos que contienen las palabras claves, su texto es accesible, son publicaciones hasta el 2012 inclusive y pertenecen al tema. 3 RESULTADOS OBTENIDOS Este apartado presenta los resultados obtenidos de clasificar los artículos para dar respuesta a las preguntas de investigación. 4

7 3.1 P1. Cuáles son las definiciones encontradas de deuda técnica y deuda de diseño? A continuación, se detallan las definiciones encontradas sin exclusión para poder obtener conclusiones al respecto. En caso de que fueran referencias, si la definición está escrita en el artículo se tomó en cuenta, tal es el caso de las dos definiciones de deuda de diseño. Las mismas son presentadas en orden ascendente por año de publicación. TDD_1: Es de esperar que una falta de foco en la arquitectura fuerce el punto ideal hacia lo cierto: el esfuerzo necesario para refactorizar el código para posibilitar el desarrollo del siguiente sistema. Este efecto es también conocido como deuda técnica[7]. TDD_2:La deuda técnica se refiere a los costos del envejecimiento del software que no son atendidos, los cuales por consiguiente, necesitan ser reparados en una fase posterior. Parnas asevera que "nuestra experiencia con el envejecimiento del software nos dice que debemos ver más allá de la primera versión hasta el momento en que el producto es viejo", indicando que hay una necesidad de considerar aspectos a largo plazo[8]. TDD_3: Deuda técnica es el crédito que el equipo de desarrollo asume por atajos tomados durante los ciclos de desarrollo previos. Dichos atajos consisten en poca revisión de código, unidades de testeo no automáticas, carencia de calidad en el testing y la pobre implementación[9]. TDD_4: El entorno de desarrollo, la base de datos, el control del código y el manejo de dependencias en instalación de un proyecto no conocido pueden ser extremadamente complicados. Esto es esencialmente "Deuda técnica", que también aparece en Scrum normal, pero es mucho más aparente en Scrum de empresas cuando los equipos se mueven entre diferentes productos[10]. TDD_5: Deuda técnica es algo en lo que no podemos improvisar, específicamente en el código fuente. Por ejemplo, un módulo existente puede ser refactorizado para ganar mejor cobertura de testeo o para limpiar código innecesario[11]. TDD_6: Deuda técnica es una metáfora para los inmaduros, incompletos o inadecuados artefactos en el ciclo de vida del desarrollo de software, que pueden causar altísimos costos y baja calidad en el largo plazo [12]. TDD_7: Los proyectos de mantenimiento de software son a menudo ajustados por el presupuesto, fechas y recursos. Para hacer frente a esos ajustes, se hacen compensaciones durante todo el ciclo de desarrollo del software. Cuando esas compensaciones permiten a los equipos del proyecto hacer frente a las expectativas de la dirección y del cliente en el corto plazo, el compromiso resulta en costo adicional posterior en el proceso de mantenimiento. Este fenómeno es conocido como "deuda técnica" [13]. 5

8 TDD_8: Deuda técnica es una metáfora que describe las concesiones entre las actividades de desarrollo técnico que son demoradas para conseguir el pago de compensaciones en el corto plazo, como ser una versión del software a tiempo. El término "deuda" es usado para describir como esas actividades pueden ser saldadas en el corto plazo. Como entrar en una deuda financiera para comprar un nuevo auto, aunque igual la paguemos más tarde. Si se acumula demasiada deuda técnica en el proyecto de software, se retrasará el desarrollo, por ejemplo, por incrementar el pobre mantenimiento del código [14]. TDD_9: Deuda técnica es una metáfora usada para describir la práctica de sacrificar las metas a largo plazo a cambio de un (barato y rápido) logro de metas a corto plazo [15]. TDD_10: Deuda técnica es una metáfora que describe situaciones en las cuales los desarrolladores aceptan sacrificios en una dimensión del desarrollo (por ejemplo, calidad de software) para optimizar otra dimensión (por ejemplo, características de implementación necesarias antes del tiempo límite) [15]. TDD_11: Deuda técnica es una metáfora que ha ganado popularidad en la comunidad del desarrollo ágil para describir la brecha entre el estado actual del sistema y el estado ideal del mismo, usualmente en situaciones en donde un compromiso es hecho durante el desarrollo para satisfacer demandas en una dimensión, como el tiempo de entrega, sacrificando trabajo en otra dimensión, como la arquitectura [16]. En el caso de las definiciones de deuda de diseño se encontraron solamente dos que se detallan a continuación: DDD_1: Evitar la tentación de parar el trabajo y refactorizar por varias semanas. Aun el equipo más disciplinado inadvertidamente asume deuda de diseño, por lo tanto eliminar la deuda es una actividad continua. Tenga su equipo acostumbrado a refactorizar como parte de su trabajo diario. En este caso son dos artículos los que referencian esta definición[17][18]. DDD_2: El costo se incrementa largamente en las deficiencias tecnológicas no corregidas, hasta que el código se transforma en inmanejable y esencialmente debe ser completamente reescrito. Este creciente problema es llamado deuda de diseño [19]. 3.2 P2. Qué actividad de investigación ha habido a lo largo del tiempo? De la agrupación de los artículos seleccionados por año puede observarse una tendencia ascendente en cantidades absolutas de publicaciones sobre el tema. En la figura 1 se ve esta tendencia ascendente a través de los años. 6

9 Figura1. Gráfica de resultados agrupados por año de publicación. 3.3 Conclusiones del mapeo El concepto de Deuda Técnica es de interés actual para la Ingeniería de Software. El mismo intenta aplicar conceptos de economía para facilitar la toma de decisiones en proyectos de desarrollo de Software. Podemos concluir que no existe una definición aceptada de Deuda Técnica. Lo que parece ser evidencia del estado de madurez en la aplicación de esto concepto en la Ingeniería de Software. Las definiciones identificadas en la literatura varían su aplicación de conceptos económicos así como su alcance en aspectos de Ciclo de Vida de software. Nosotros concebimos a la Deuda Técnica desde un punto de vista holístico en el Ciclo de vida del software, y proponemos la siguiente definición: Es una metáfora para explicar las consecuencias de priorizar una de las dimensiones de la IS por sobre otra. De esta forma no queremos influenciar el momento en el Ciclo de Vida donde la metáfora es aplicada, ni las dimensiones de gestión (alcance, tiempo costo, y calidad) de la Ingeniería de Software que entran en conflicto. 4 HASTA DÓNDE PODEMOS LLEVAR LA METÁFORA? La metáfora de deuda técnica es aceptada ya que un concepto de terminología informática es entendido por ajenos a través de la analogía entre términos informáticos y económicos. Según Frank Buschman [20] la deuda técnica generada puede ser tratada de 3 maneras distintas: pagarla totalmente, reconvertirla o pagar sus intereses. Cuál es conveniente utilizar? Esta sección ejercita la definición propuesta sobre cada una de estas alternativas en un ejemplo de laboratorio. 7

10 4.1 Descripción del caso de laboratorio En una empresa de servicios de porte mediano existe un componente de una aplicación que se encarga de calcular el valor de cada servicio realizado a los clientes. Recibe como entrada la característica del servicio realizado y calcula su precio. Realizado el análisis del código de este componente se encontró que por su diseño extremadamente monolítico tiene problemas de mantenimiento. El dueño de producto de la empresa constantemente agrega a su cartera nuevos servicios por lo que el mantenimiento del cálculo de los servicios debe ser modificado rápidamente. Como el mantenimiento es costoso y lento, los nuevos servicios se necesitan antes que el equipo de mantenimiento puede ponerlos en producción. Por lo que además del equipo de mantenimiento especializado de software, la empresa mantiene un grupo de expertos que realizan procedimientos no regulares. Estos son definidos como operaciones sobre la base de conocimiento que no respetan la arquitectura actual del componente. 4.2 Pagar o aceptar intereses Pagar o aceptar los intereses se puede interpretar como la decisión de balancear el costo de mantener la situación actual (intereses por una arquitectura que se volvió ineficiente) o intentar solucionar los problemas (pagar parte de la deuda generada). La deuda técnica existente se puede calcular como el costo de realizar un refactoreo completo sobre el componente para adecuarse a las necesidades actuales de mantenibilidad (facilidad y velocidad de cambios). Este costo calculable lo llamamos Costo Refactoring. Los intereses también se pueden calcular. En este caso se tienen dos tipos de intereses generados por la deuda técnica. Los primeros son los intereses que se pagan por realizar un mantenimiento más costoso, estos son la diferencia entre el costo de mantenimiento en la situación ideal (sin deuda técnica) contra el costo en la situación actual. Este costo se anualiza para poder comparar (Intereses PorTD ). El segundo tipo de intereses está representado por el costo de oportunidad asociado a no tener la funcionalidad operativa en un momento necesitado por el dueño del producto. Se puede definir que toda la operativa del equipo que realiza procedimientos no regulares es Deuda Técnica, calculable de la siguiente manera: Cantidad de ejecuciones de procedimientos no regulares ejecutados mientras no está disponible la modificación multiplicado el costo de cada ejecución (Intereses PorNoRegulares ) Todo software tiene una vida útil determinada (software aging) en la cual se realizan mantenimientos hasta que, por algún motivo, se vuelve obsoleto. Se define como (VidaUtilRestanteDelComponente) al tiempo anualizado que se considera le resta al componente hasta volverse obsoleto y/o in-mantenible. Se puede calcular la conveniencia de pagar la deuda técnica o seguir pagando los intereses dependiendo de la siguiente desigualdad: 8

11 Costo Refactoring <(Intereses PorTD +Intereses PorNoRegulares )* VidaUtilRestanteDelComponente En este caso si la desigualdad es verdadera podemos concluir que es conveniente pagarla deuda técnica, en caso contrario es conveniente pagar los intereses. Este último caso es muy común cuando la vida útil de la aplicación es muy corta ya que se está desarrollando una nueva aplicación sustituta y no es conveniente realizar otro mantenimiento que el mínimo necesario. 4.3 Reconvertir la deuda En economía, reconvertir una deuda es pagarla generando otra en otras condiciones más beneficiosas para el deudor, por ejemplo a menor interés o a más largo plazo. En elde una solución, reconvertir es poder acceder a un paquete de terceros o a un desarrollo tercerizado, llave en mano, que sustituye completamente el módulo desarrollado. En cualquiera de los casos se conoce exactamente el costo de este componente adquirido (Costo ComponenteAdquirido ). En este caso también se puede calcular la conveniencia o no de la reconversión ya que se puede comparar ambos valores. Si la desigualdad anterior resultó verdadera se puede validar la siguiente: CostoComponenteAdquirido<CostoRefactoring Si esta nueva desigualdad es verdadera es conveniente la reconversión. Existen opiniones a favor de la reconversión aunque la desigualdad no sea verdadera porque en el pago total o el pago de intereses existe un componente de indeterminación alto y por consiguiente un riesgo alto de que el presupuesto sea mayor al calculado al comienzo por las razones normales en un proyecto de software pero también porque la deuda técnica no siempre es visible y puede generarse en el propio desarrollo del mantenimiento del sistema, mientras que en un paquete adquirido este riesgo es menor o puede transferirse al proveedor. 4.4 Teniendo en cuenta la inflación Inflación es el incremento de los precios de los bienes y servicios en relación a una moneda en un tiempo determinado. Para el caso de deuda técnica se puede crear la misma analogía. Se puede decir que la inflación en deuda técnica es el aumento del costo de pagarla en relación a un valor (moneda) como puede ser el incremento del tiempo necesario en horas hombre o el valor de la hora. En nuestro caso de estudio, inflación puede generarse debido a la rotación del personal a cargo del mantenimiento del componente (nuevos recursos tienen que ser entrenados en la arquitectura compleja del mismo). Esta deuda es calculada teniendo en cuenta el equipo de mantenimiento y su velocidad de desarrollo actuales. En este caso se generó inflación ya que para resolver el mismo problema de mantenimiento el costo en horas de recursos aumentó. 9

12 4.5 Discusión: Cuál es la mejor manera de gestionarla? En el caso de estudio, la deuda técnica se genera por una decisión de diseño (consciente o inconsciente) en el módulo de cálculo. Todas las decisiones posteriores se ven afectadas por esta primera que no puede revertirse y las alternativas vistas representan compromisos asumidos por esta decisión. Sin embargo, según Crosby [21] es mejor prevenir los defectos en su origen que detectarlos en el proceso y corregirlos. Por lo tanto si la calidad fuera perfecta (cero defectos), no sería necesaria la gestión de la deuda técnica ya que en la mayoría de los casos no se generaría. El problema es que en los desarrollos la calidad sufre en función de otras presiones de los proyectos principalmente tiempo y presupuesto, generando así deuda técnica y haciendo, en la práctica, relevante estas discusiones. Esto es, en efecto, una fantasía (o falacia) auto-inducida. Como generamos (consciente o inconscientemente) deuda técnica, generamos teorías y mecanismos para gestionarla. Luego llevamos estos mecanismos a la industria para validarlos, y la industria nos genera nuevas preguntas para ejercitar nuestras teorías en deuda técnica. Reforzando así nuestra idea inicial de que la deuda técnica existe. Aceptar y gestionar la deuda predispone a los actores en un proyecto a generarla. Hacemos relevante la metáfora y su aplicación a la Ingeniería de Software. En cuanto si gestionásemos la calidad desde los momentos de producción, haríamos que toda esta discusión sea irrelevante. 5 CONCLUSIONES Este artículo presentó los resultados de un mapeo sistemático de la literatura con el objetivo de encontrar las definiciones y los conceptos utilizados en el ámbito académico sobre deuda técnica, validar la importancia y vigencia de la misma. El mapeo observo que no existe una definición consensuada del concepto. Permitiendo conjeturar que la investigación en deuda técnica esta en sus etapas iníciales de producción de conocimiento empírico. El mapeo permitió observar también una tendencia incremental en el número de publicaciones por lo que es un tema en pleno crecimiento. Las definiciones y conceptos mostrados permitieron a los autores adoptar una posición con respecto a la investigación en deuda técnica. Este trabajo expuso la definición holística y agnóstica a las dimensiones de gestión de la Ingeniería de Software que se está utilizando en nuestra línea de investigación. Entendemos que nuestra definición contribuye a la discusión planteada sobre la correcta gestión de la deuda técnica en un proyecto de software. Se presento un caso de estudio de laboratorio para exponer las dificultades de detectarla, calcularla y los riesgos que se asumen al gestionarla. Observamos que incorporar conceptos de economía para ejercitar la metáfora, las soluciones y decisiones se vuelven complejas, y la metáfora pierde su elegancia. 10

13 Por último, teniendo en cuenta la naturaleza del problema y su origen discutimos sobre la posibilidad de que la gestión de la deuda técnica sea una solución a un problema auto inducido y rescatamos la pregunta de si no sería conveniente utilizar mecanismos de gestión de calidad para evitarla en lugar de gestionarla? REFERENCIAS [1] W. Cunningham, The wycash portfolio management system, in OOPSLA 92: Addendum to the proceedings on Object-oriented programming systems, languages, and applications (Addendum), 1992, pp [2] M. Fowler, Technical debt, [Online]. Available: [3] C. Sterling, Managing Software Debt, 1st ed. Westford,Massachusetts: Addison Wesley, [4] M. R, A mess is not a Technical Debt, [Online]. Available: [5] K. Petersen, R. Feldt, S. Mujtaba, and M. Mattsson, Systematic mapping studies in software engineering, pp , Jun [6] H. Arksey and L. O Malley, Scoping studies: towards a methodological framework, International Journal of Social Research Methodology, vol. 8, no. 1, pp , [7] E. Rommes, A. Postma, and P. America, Measuring Architecting Effort, in 5th Working IEEE/IFIP Conference on Software Architecture (WICSA 05), 2005, pp [8] M. Lindgren, R. Land, C. Norstrom, and A. Wall, Key Aspects of Software Release Planning in Industry, in 19th Australian Conference on Software Engineering (aswec 2008), 2008, pp [9] J. Thomas, Introducing Agile Development Practices from the Middle, in 15th Annual IEEE International Conference and Workshop on the Engineering of Computer Based Systems (ecbs 2008), 2008, pp [10] D. R. Greening, Enterprise Scrum: Scaling Scrum to the Executive Level, in rd Hawaii International Conference on System Sciences, 2010, pp

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